某水库隧洞渗漏分析.docx

某水库隧洞渗漏分析摘要本文用回归分析法对xxx水库隧洞现有观测资料进行了分析，并通过复核计算隧洞衬砌结构，验证了隧洞存在的渗漏及其它有关问题，得出了合理结论。关键词隧洞回归分析渗漏1工程概况某水库位于坝址以上河道长，控制流域面积1876km2，水库总库容亿m3，兴利库容亿m3，死库容亿m3，是一座以防洪为主，结合灌溉、发电等综合利用的大型年调节水库。水库大坝原设计防洪标准为100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核，正常蓄水位，设计洪水位，校核洪水位。某水库枢纽工程由大坝、溢洪道、泄洪供水发电隧洞及水电站等建筑物组成。泄洪供水发电隧洞位于水库右岸，内径5m，洞长550m，进口底高程，出口底高程，设计泄量278m3/s，校核泄量293m3/s。隧洞洞身从砂页岩组成的单斜岩层中穿过，岩层走向NE65°，倾向SE，倾角16°～17°，岩层倾向与隧洞轴线方向夹角23°，有三组高倾角张开节理，有6条正断层横切洞身，断层断距～1m。隧洞上覆岩体厚度大部分在30m左右，在0+440以后岩体覆盖层厚度减薄，最薄处仅10m左右。2隧洞存在的问题洞身原设计170#钢筋砼衬砌，厚50cm。砼浇筑采用6cm预制砼板作模板，边、底拱为砼浇筑，部分砼采用人工震捣，顶拱为预埋骨料压力灌浆。从隧洞多年来的运行情况看，漏水非常严重，虽经多次灌浆处理，但效果不佳。1979年12月关闸停水期间进洞检查发现有20处漏水，1984年6月进洞检查发现裂缝24条，流水孔26个，木桩腐烂孔8个，全段均有漏水现象。另据水总“某水库输水隧洞施工总结”中记载，对浇筑的砼28天龄期强度测定分析后，实际上砼标号只达到100#，又1965年对洞身0+480～0+530段加钢筋喷砂浆加固时，在凿除预制砼模板后发现边拱砼不密实，有蜂窝麻面现象，其面积占这段边拱总面积的%，可见洞身衬砌质量之低。3隧洞渗漏分析建库以来，分别在不同时期，在水库大坝右岸共埋设了49个渗流测压管，到目前为止有30个测压管正常观测，其余报废。对隧洞附近的右岸测压管多年观测资料进行整理分析，得出部分测压管水位过程曲线、库水位～管水位相关曲线及管水位等水位图。1）管水位过程分析考虑到1995年的库水位相对较高，观测资料也较全，故采用1995年的资料系列，对完好的观测管绘制水位过程线，从测压管水位过程线可以看出，除个别点灵敏度较差外，其余的管水位过程线都不同程度地反映了与库水位的相关性，滞后时间较短，几乎与库水位同步升降。考虑测压管位置、埋设高程不同而渗径不同，从而渗水压力不同的因素后，管水位过程线说明了隧洞有渗漏现象存在。2）回归分析测压管水头的大小与库水位、渗径长度、材料的渗透性等因素有关。本次回归分析，不考虑时效、温度等，对部分测压管作管水位与库水位的线性相关关系，即点绘h～H相关图，按相关方程h=b×H+a作直线相关，从中可以看出，除个别测管外，相关性都较好。管水位与库水位相关关系成果表表1观测管相关方程相关系数R右2y=+右3y=+右6y=右补9y=右16y=右17y=右18y=+右20y=+右23y=+右25y=由相关关系可得出水库在正常高水位时，管水位预报值如表2。正常高水位时的管水位表表2观测管右2右3右16右17右18右20右23右25管水位(m)正常高水位时的管水位表明，除右2、右3两个观测管外，其余管水位接近滑坡体滑动底面高程范围，对滑坡体稳定不利。3）测压管等水位线分析对1993年和1995年两年分别作了最高管水位等水位线图。两年的等水位线图总趋势是一致的，靠近洞身一侧为高水位线，靠近坝体下游一侧为低水位线，说明渗水有由洞身流向坝体下游右侧的趋势，且在等水位线中部有两个明显的凹沟，这一点更证实了洞身存在明显的渗漏点。4隧洞衬砌结构复核计算隧洞洞身为0+037～0+530m段，长493m，内径5m，衬砌厚度，隧洞底坡，0+037～0+440m段为1/110，0+037～0+440m段为1/45。1）原隧洞衬砌设计原隧洞洞身钢筋砼衬砌按允许砼裂缝计算强度，再按不允许砼裂缝计算应力校核砼抗裂性，并要求抗裂安全系数大于1。隧洞内径5m，衬砌厚度，钢筋砼标号170#，岩石坚固系数f=，弹性抗力系数K=6Mpa，洞身设计以主支洞交叉的0+处断面作为计算标准断面，按考虑弹性抗力和不考虑弹性抗力两种情况计算，计算中，均匀内水压力，温度应力取相当于水头的内水压力，电站水锤压力，回填灌浆压力。计算结果，配筋率均小于最小配筋率%，砼最大拉应力为，最小抗裂安全系数为。2）隧洞衬砌复核计算依据现行《水工隧洞设计规范》(